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“十四五”时期：不断探索与创新促进产业发展--加快涉重金属矿山污染防治与生态修复

时间：2022-03-24 来源：浏览：

“十四五”时期：不断探索与创新促进产业发展--加快涉重金属矿山污染防治与生态修复

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涉重金属矿山污染防治与生态修复 是我国山水林田湖草生态环境保护与修复的重要组成内容。 在湖南、陕西、广西等矿产资源开发利用大省、自治区，部分涉重金属矿山开采造成土壤、水等生态环境污染，土地资源占用，地质灾害防治突出，生态功能遭到破坏等问题，甚至影响部分区域生态环境功能恢复、水质与生态安全。

“十三五”时期 涉重金属矿山已经成为中央与省级生态环境保护督察重点内容之一。截至2022年2月底，已有27个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团发布了本地区“十四五”生态环境保护规划。省级规划中将矿山污染防治与生态修复作为固体废物风险管控、山水林田湖草系统整治、重金属污染防治、土壤与地下水污染防治等任务的重点构成内容，明确了相应的整治任务和要求。可以看出，矿山污染防治与生态修复是“十四五”期间生态环境保护和深入打好污染防治攻坚战的重要任务，其整治的迫切性和系统性要求更加凸显。

主要问题分析

目前，部分涉重金属矿山仍然存在一些问题。主要表现在如下方面：

一是污染防治与生态修复相互割裂。 部分工程属于督察下的应急工程，整治不彻底。虽然从外观上实现了生态复绿，但污染成因尚未真正弄清，未从根本上解决污染源头切断与阻隔问题。源头阻控和清污分流不到位，污染防治、防止水土流失、强化渣体稳定性等措施考虑不足，缺乏地下水污染防治与风险管控有效技术，工程效果不全面。

二是部分整治工程污染成因分析不深入导致整治技术的有效性和可持续性难以保障。 部分工程缺乏全面、深入、持续的环境状况调查与环境影响评估，工程地质勘查深度不够，风险水平和污染成因尚不能充分掌握。部分工程项目整治效果不稳定，技术方法不适宜推广应用，一些工程运营成本较高，污染防治技术方法体系尚未有效建立。

三是对水质改善和降低水环境风险的贡献尚不明确。 从整治标准来看，部分整治工程的实施效果和判断标准未与相关断面河道水质改善挂钩，工程实施后对河道水质改善的贡献尚不明确。从区域层面上看，部分已有整治工程缺乏系统有序实施，表现为“头痛医头，脚痛医脚”。工程实施后虽在局部范围内呈现一定程度的改善，但对区域生态环境质量改善和区域风险防控方面的作用和贡献尚不明确。

四是污染防治关键技术科技支撑不足。 目前，部分地方缺乏有针对性和操作性的矿区生态环境污染综合整治技术标准体系。在部分地区，区域背景环境的调查没有得到充分重视，支撑污染成因分析、工程地质特点勘察、新技术研发、科研成果转化等方面的科研和技术队伍力量不足，支撑生态保护和修复的调查、监测、评价、预警等技术能力明显不足，缺乏足够的技术和经济适用可复制推广的有效的成套技术。

思考与建议

涉重金属矿产开发生态环境综合整治具有水文地质条件独特、污染成因复杂、污染类型多样、生态环境影响敏感、经济适用技术需求高等特点。 矿山生态环境整治与修复 是生态集工程、法律、管理和政策等多种要求在内的综合性很强的整治工程，具有复杂性、艰巨性和长期性。涉重金属矿山污染防治与生态修复行动需要充分尊重客观规律，科学、依法、精准治污；示范先行、积累经验；既要只争朝夕，又要有序推进；保持足够的韧劲和耐心，久久为功，切不可急功近利、盲目建设。

“十四五”时期，加快推进矿山污染防治与生态修复，笔者建议：

高度重视并大力推进涉重矿区污染防治与生态修复规划的编制。 矿区污染往往范围大、污染对象多，各种环境要素和水文地质条件相互影响。为此应从区域总体层面上开展矿区污染防治与生态修复总体规划的编制。确定矿区内各种污染源风险高低和优先整治顺序，明确各类污染源对环境保护敏感目标（多为地表水体、地下水体和土壤等）的污染贡献，科学合理确定不同整治阶段的明确指标，系统设计整治任务和工程项目。在规划蓝图指导下，有序开展整治行动，建立规划实施的跟踪、评估与动态调整机制，对技术、任务和项目进行必要的动态调整与优化，确保朝着既定的目标方向前进，确保“一张蓝图干到底”。

将风险管控思想贯穿在涉重矿区污染防治和生态修复全过程。 坚持“系统诊断—风险评估—两方面目标—源头防控—过程控制—保护修复”的风险管控总体策略。用“污染源—污染途径—受体保护”的思路指导开展矿区污染与风险的全面调查评估。开展区域环境风险评估和污染源对象的环境风险评估，确定不同区域和不同污染对象的风险高低和优先整治顺序。制定矿区污染风险管控与整治质量达标相结合的“双目标”，正确处理风险管控与质量达标之间的关系，对废渣整治、矿硐整治等工程，合理设计风险管控目标而非只注重质量达标目标，充分利用污染源对象的自然恢复能力和水体环境的自净能力，大力降低沿程的环境风险，逐步实现重点敏感点水环境质量的达标。实施“源头阻控+人工修复+风险管控+自然修复”的污染风险防控与修复路线，设计源头减量、过程管控、生态修复、敏感受体（保护受体）自然恢复的系统整治技术与管理方案。

实施污染防治与生态修复协同增效的系统整治。 矿山污染防治与生态修复具有同根同源的特点，应充分遵循“山水林田湖草是生命共同体”的系统理念和矿山各环境要素的内在要求，统筹各种环境要素的相互关系。坚持污染防治与生态修复同时调查、同时设计、同时施工、同时验收、同时评价等“五个同时”。将污染防治与生态修复的技术措施进行充分融合，对污染源头减量、污染管控与治理、矿山地质灾害（隐患）整治、矿山生态修复与景观建设、土壤和地下水环境风险防控、河道生态环境整治，以及探索推进生态产品价值实现途径等任务进行全面、系统设计，从而实现污染防治与生态修复协同增效的目标。

采用因地制宜、经济有效的整治模式和技术方案。 对重点区域、典型区域的矿硐涌水、废渣、尾矿库等污染源应更加突出精细化调查和多要素的系统性调查。对污染较为严重、污染成因较为复杂的持续涌水和季节性涌水矿硐应实施精细化勘察，摸清矿硐产酸来源和水质水量变化趋势。按照“堵源头、断途径、治末端、重恢复、管变化”耦合与集成的全过程风险管控技术路线，充分重视技术的适用条件和适用要求，采用人工修复、自然修复、人工+自然修复等不同修复模式，因地制宜、经济、合理和有效地采用不同的污染防治与生态修复技术方法。

加快制定涉重矿山污染防治与生态修复技术规范指南与标准。 从规划、调查、评估、方案编制、勘察设计、整治技术、效果评估、新技术验证与推广等全过程、多方面设计涉重矿山污染防治与生态修复技术标准与规范指南体系。鼓励团体标准的制定和实施。高度重视背景值调查和相关标准的研究制定与实施，合理确定工程整治标准。通过工程标准的制定与实施，切实促进污染防治与生态修复的高质量发展。

不断探索矿山修复与相关产业联动发展的模式创新。 大力落实《国务院办公厅关于鼓励和支持社会资本参与生态保护修复的意见》，通过模式创新、工程项目组织实施创新、制定鼓励政策等多种手段，大力吸引社会资本方积极参与到矿山生态环境综合整治中。大力探索环境导向的区域开发建设模式，将矿山修复与相关产业导入、土地综合整治、乡村振兴发展、生态旅游等产业发展和城市提升改造进行充分融合，大力探索生态价值转化路径，为矿山污染防治和生态修复注入可持续动力。

矿山废水达标排放一体化设备应用（视频）

系统优势

1. 多效水处理： 多种水处理技术高度集成，可实现重金属，氟化物污染物深度去除达标排放。

2. 投资成本低： 模块化设计，布置灵活，占地面积小，处理量 20 m³/h 占地 ≤ 15 ㎡。

3. 运行成本低： 全自动化控制，运维方便，单一药剂制度，投加量仅为 100 ~ 400 /m³。

4. 有效改善浆液颗粒细化： 采用变间距变角度旋流布料技术，提升絮团沉降速度的同时，保证细微颗粒沉降效果。

DM一体化矿山废水高效处理系统 - 设备布置

摘要： 现阶段，矿山开采洗选这种工艺会产生一定量的含重金属废水。文章介绍了洗选废水的水质特性和处理流程，并针对废水达标排放工艺等主流技术进行技术可行性分析以及经济性对比进行了展望。

一、方案背景

目前国内普遍采用的三联箱（物化法）废水处理工艺，具有配置设备较多、投资较大、运行成本高和设备的检修维护量较大的缺点，导致许多装置虽安装了上述废水处理装置，但在实际运行过程中存在运维成本高、故障率高、实际投运率低的状况。本公司通过对国内多个主力矿山开采及洗选装置的废水系统进行分析，结果表明：多数矿山在设计的系统上配置了废水处理装置，且处理模式相同，采用中和、絮凝、澄清工艺，调整pH值，去除悬浮物、重金属等污染因子。这些系统运行一段时间后普遍因含固态量较高，使澄清器、污泥泵、压滤等设施负担加重，石灰乳加药系统堵塞，导致设备故障率较高，以致只能停用废水处理系统，转而寻求别的排放方式。

为了解决上述问题，我公司经多年研发，成功推出了基于DM一体化处理装置及DBS药剂的废水预处理工艺。本处理工艺已成功应用在株冶、中色及宝武集团等多家单位废水处理项目中。DBS药剂也在国内含重金属废水中使用。可靠性，有效性及经济性效果得到业主方充分肯定。该技术最大特点是简单、高效。主要体现在：

（1）安装工作量少，施工简便，模块化设计，高度集成。DM一体化设备将脱硫废水的给药、中和、絮凝、澄清，搅拌等高度集成在一套装置中。

（2）物化反应时间短。使用DM一体化处理系统（用于完全取代原有三联箱及其相应的、有机硫、复合铁盐以絮凝剂等药剂贮存、配制与投加系统），并提供所要求的搅拌器设备。DM一体化处理系统自带投药箱，自动加入。DBS药剂拥有较强大的絮凝能力，能够轻松捕捉废水中极细小颗粒及胶体物质，达到去除脱硫废水中重金属、悬浮物及部分COD、氟化物的效果。

（3）沉降速度快。因DBS药剂本身难溶于水，且比重比水大，加之具有较强大的絮凝能力，形成的矾花具有较高的沉降速度，有利于后续的泥水分离。

（4）固液分离效果好。由于对悬浮物（包括极细小的悬浮物及胶体物质）絮凝吸附去除彻底，且形成的矾花只需一次泥水分离，上清液浊度即达到排放标准或回用要求。

（5）操作简便，自动化程度高。DM一体化处理系统自带有投药机，药剂加料阀通过电机控制，变速可调，控制加药速度及加药量。

（6）抗冲击能力强。脱硫废水成分复杂，水质与煤质、工艺水水质、氧化空气量、石灰石品质以及整个系统的运行工况等诸多参数、因素密切相关，波动较大。DBS复合处理药剂正是针对废水的这一特点研发。

强大科研及技术支持。DBS药剂的研发基于中组部国家级专家、中南大学博士生导师王平山领导的科研平台，投入重金属废水治理领域使用多年来，根据实际运行状况和多数业主提出的共同要求，例如更好的处置污泥，更高的重金属脱除率等，已历经多次配方升级。

同时由于各家企业废水水质不尽相同，对于处理后的出水要求也有侧重点等原因，单一的药剂配方无法满足所有要求。复合药剂配方的灵活性能够非常完美的解决这个问题，通过实地取样，再经过多次有针对性的验证试验，根据结果对药剂中各组分的成分比例做微调，最终形成“一厂一方”的药剂特点。DM一体化处理设备是西林环保公司在整合有色冶炼、氟化工等多个特殊行业的废水治理领域大量工程经验和运行数据基础上开发的一套拥有完全自主知识产权的高新技术产品。DM/DBS废水预处理技术能比较完美的应对目前国内主流矿山废水达标排放的要求，遇到比较特殊的水质，还可以考虑结合预沉、曝气和污泥浓缩等工艺予以解决，出水即可达标排放。

XX冶炼厂目前三联箱系统或其他处理系统运行基本正常，但是存在处理能力低/运行维护成本较高等问题，我们根据现场装置实际情况提出DBS药剂+改造的工艺方案，用非常经济的方式满足业主提出的系统适当增容、降低运行成本和操作难度、减少劳动力强度和设备检修维护频率等目的和要求。

二．设计条件及依据

本技术方案适用于“XXX矿井废水处理系统改造工程”，改造条件如下：

本次废水系统改造，在废水厂房、工艺、设备的基础上，进行优化、完善或部分利旧修复，集中处理全厂脱硫废水后，达标处理后的废水短期内根据业主需要进行综合利用。

（1）设计条件

① 废水的水质

废水的水质与工艺、灰及吸附剂等多种因素有关。废水的主要超标项目为悬浮物、pH值、汞、铜、铅、隔、铬、铅、锌、砷、氟、钙、镁、铝、铁以及氯根、硫酸根、亚硫酸根、碳酸根等。

② 废水处理系统处理后水质

产生的废水经处理后出水水质达到废水处理系统出口的污染物最高容许排放浓度的要求。废水排放标准的详细指标如下：

① 废水的处理水量工程规模

改造后系统具有较强的抗水质/水量冲击能力，XX矿山目前的废水水量在30m3/d，改造后三联箱及澄清器系统实际出力能力不小于40m³/h（但受限于泵组及管道，进水流量可能达不到这个数值）。

② 改造地点：废水处理厂房

（1）设计依据

① 国家现行的建设项目环境保护设计规定。

② 招标方提供的基础资料及技术要求。

③ 同类行业废水治理的工程经验和技术。

④ 我公司设计技术规范与标准。

三．系统方案整体设计思路

经过对XX矿山废水系统的初步了解，在认真搜集资料的同时对国家有关各项排放标准、治理方法等进行研究与分析，结合我公司过往工程经验确定了此次三联箱废水处理系统技术改造方案。

该方案通过对原三联箱系统进行改造，不再添加有机硫、硫酸氯化铁、助凝剂等药剂，改为添加我公司的废水处理药剂DBS材料且通过加药装置直接以固态粉料形式自动加入，无需制备水剂，同步处理重金属及悬浮物，协同去除氟化物、硫化物及部分COD等污染物（考虑到可能出现的废水水质极端情况，石灰乳加入系统保留，日常不予运行）。

本方案考虑将原中和箱、反应箱、絮凝箱利旧改造为三级反应处理箱（依序命名为1#、2#、3#反应处理箱）。

2#反应箱顶部增加一套固态药剂投加系统，功率0.75kw。

原药剂制备/投加系统、反冲洗系统及出水箱搅拌等设备可拆除或停用。

四．设备系统工艺流程设计

（1）三联箱改造后废水处理过程

废水经由废水提升泵送入一级反应箱，随后依次经过二、三级箱。同时DBS处理剂从二级处理箱顶部的自动加药系统投入，复合处理剂的投入量可以通过变频器调节。复合处理剂投入量根据废水进水量及水质情况通过给药机的变频投药装置自动调节，再由二级处理箱溢流至三级处理箱。二、三级处理箱搅拌的主要目的是促成较大矾花的形成。处理过的废水溢流进入原澄清器，经过澄清器，水中的矾花会沉降下来，然后排出清水。

（2）化学加药系统

新增一套自动加药系统。固体粉末经加药箱自动给料器投入，在搅拌机的搅拌作用下，与脱硫废水均匀混合。复合处理剂的投入量可以通过变频器调节。

（3）污泥脱水系统

澄清器底部污泥通过污泥输送泵出口母管增加一路污泥支路到脱水皮带混入石膏进行脱水处理，原压滤系统保留，日常不予运行。

（4）其他说明

废水中悬浮物基本上全部与水处理药剂进行物化反应后形成了松散状的絮凝体（矾花），因此不会出现设备与管道堵塞现象。

改造后流程示意框图如下页所示。

五．工艺特点

（1）DBS药剂物化反应时间短。

（2）反应后固形物沉降速度快。

（3）污泥固液分离效果好。

（4）操作简便，自动化程度高。将固体粉状药剂人工倒入加料斗，药剂加料阀通过电机控制，变速可调，控制加药速度及加药量。